江西香爐山外圍角巖型白鎢礦成礦地質(zhì)特征及控礦因素分析

孔凡斌，溫潤濤，屈亞燦，程冰冰，汪國華

（1.江西省地質(zhì)局贛西北大隊，江西 九江 332000；2.江西省修水香爐山鎢業(yè)有限責任公司，江西 九江 332400）

香爐山外圍白鎢礦位于江西省修水縣西北部，下?lián)P子地塊九嶺逆沖隆起帶之幕阜山凸起西段，主要覆蓋洞下至官塘尖地區(qū)，包含大巖下、張?zhí)炝_、形坪3個礦床，屬于角巖型白鎢礦床。研究主要以大巖下礦床作為典型礦床進行重點論述。學者已從不同方面對香爐山鎢礦床進行過研究，但對其外圍鎢礦床則研究甚少。近年來，該區(qū)鎢礦勘查工作取得了較大進展和新認識。綜合現(xiàn)階段勘查研究成果，發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，角巖化、硅化、云英巖化較為普遍，成礦條件優(yōu)越。同時，香爐山外圍角巖型白鎢礦礦化分布規(guī)律頗具特色，有別于贛北地區(qū)以往發(fā)現(xiàn)的大湖塘蝕變花崗巖型鎢礦、昆山石英細脈帶型鎢礦以及朱溪夕卡巖型鎢礦等。研究以近年來開展的香爐山外圍地質(zhì)勘查項目為依托，結(jié)合找礦實踐成果，擬對香爐山外圍找礦新進展進行論述。通過分析白鎢礦床成礦規(guī)律、總結(jié)找礦標志，有利于對礦區(qū)深部及外圍的找礦勘查工作提供依據(jù)，對拓寬找礦思路、明確找礦方向、探討礦床成因及其成礦模式均具有重要意義。

1 區(qū)域成礦條件

1.1 區(qū)域地層

區(qū)域地層從元古宙—新生代皆有分布，由基底和蓋層兩部分組成。基底為新元古界青白口系下部雙橋山群淺變質(zhì)的砂巖、板巖夾火山碎屑巖、火山熔巖。蓋層由南華系、震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、白堊系、第四系等組成[1]。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

研究區(qū)位于揚子陸塊的下?lián)P子地塊西部，屬于江南東部隆起帶九嶺逆沖隆起[2]。區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂比較發(fā)育，總體為一大型復(fù)式向斜的南翼，由一系列向東散開的帚狀構(gòu)造組成。南部為短軸褶皺帶，中部為侏羅山式長條形褶皺，北部為與基底斷裂活動有關(guān)的復(fù)雜褶皺。斷裂構(gòu)造除少數(shù)深大斷裂外，多為蓋層斷裂。主要為燕山期斷裂，包括碼頭—九宮山斷裂帶、銅鼓-瑞昌斷裂帶。

1.3 區(qū)域巖漿巖

巖漿活動較頻繁，侵入巖類廣泛分布。在巖石類型上，以酸性-中酸性花崗巖類的廣布為主要特征。礦區(qū)主要為江南中東段侵入巖帶，屬九嶺序列、石花尖序列花崗巖組合。早白堊世S型花崗巖類，在江西北部構(gòu)成醒目的近東西向巖帶，與鎢錫成礦密切。該區(qū)鵝湖序列花崗巖類構(gòu)成九宮山—鵝湖花崗巖亞帶，包括贛湘、贛鄂交界的太陽山、九宮山等巖體，巖性主要為花崗閃長巖和黑云母花崗巖類，礦區(qū)的高湖、香爐山等巖株即產(chǎn)于其內(nèi)。

1.4 區(qū)域礦產(chǎn)特征

區(qū)域礦產(chǎn)主要集中分布于九宮山—鄣公山鎢錫金多金屬成礦帶內(nèi)[3]，其周邊主要礦床有望火尖鎢礦、橫山鉛鋅多金屬礦、宋茅林金銀多金屬礦等，礦床類型復(fù)雜，主要有蝕變花崗巖型、斑巖型、夕卡巖型、角巖型、石英細脈帶型、石英大脈型、構(gòu)造蝕變帶型等，礦區(qū)屬于角巖型鎢多金屬礦床（圖1）。

圖1 區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)圖Fig.1 Regional geology and mineral resources map

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)地層由南華系下統(tǒng)蓮沱組（Nh1l）和上統(tǒng)南沱組（Nh3n）、震旦系下統(tǒng)陡山沱組（Z1d）和上統(tǒng)燈影組（Z2d）、寒武系下統(tǒng)荷塘組（∈0-1h）和觀音堂組（∈1g）、寒武系中統(tǒng)楊柳崗組（∈2y）、寒武系上統(tǒng)華嚴寺組（∈3hy）和西陽山組（∈3x）、奧陶系下統(tǒng)印渚埠組（O1y）和寧國組（O1-2n）、奧陶系中上統(tǒng)胡樂組（O2-3hl）和上統(tǒng)硯瓦山組（O3yw）、志留系下統(tǒng)梨樹窩組（S1l）及第四系組成（圖2）。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Geological diagram of mining area

礦區(qū)大部分巖石受熱接觸變質(zhì)作用，多蝕變?yōu)榻菐r及角巖化巖石、大理巖，少部分碳酸鹽巖接觸交代變質(zhì)形成夕卡巖。礦區(qū)有利成礦地層主要為南沱組、陡山沱組、燈影組、荷塘組。

南沱組（Nh3n）：地表出露于大巖下礦段東南部，巖性主要為薄層狀含礫粉砂質(zhì)泥巖、冰磧角礫巖、含礫粉砂巖，經(jīng)熱接觸變質(zhì)作用已成石英云母角巖、長石云母角巖，巖層中偶見白鎢礦化，形成少量單工程控制的小礦體。

陡山沱組（Z1d）：地表出露于大巖下礦段東南部，巖性主要為含炭質(zhì)頁（泥）巖夾不純灰?guī)r，多受熱變質(zhì)為角巖。

燈影組（Z2d）：地表出露于大巖下礦段東南部，巖性主要為中厚-厚層狀條帶狀含炭含泥硅質(zhì)巖，下部夾硅泥質(zhì)灰?guī)r，與薄層硅質(zhì)巖、頁巖互層。白鎢礦多呈稀疏浸染狀、條帶狀分布，在73線、75線底部硅泥質(zhì)灰?guī)r見厚大稠密浸染狀白鎢礦礦體，并發(fā)育大量磁黃鐵礦（圖3）。

圖3 大巖下燈影組角巖型白鎢礦Fig.3 Hornblende of Dengying formation in Dayanxia

荷塘組（∈0-1h）：地表出露于大巖下礦段中北部，巖性主要為炭質(zhì)泥（頁）巖，底部含薄層狀或條帶狀硅質(zhì)巖，為Z2d分界標志。頂部常夾1～3層厚度小于1.5 m的泥質(zhì)灰?guī)r，為觀音堂組（∈1g）分界標志，厚度大于65 m。巖石中基本不具白鎢礦化，但巖石中炭質(zhì)、泥質(zhì)的致密性對礦液具有較好的屏蔽作用，為成礦提供了良好的生成環(huán)境（大巖下69線、73線、75線較為典型）。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要有褶皺構(gòu)造、斷裂-層間破碎帶構(gòu)造、巖體接觸帶構(gòu)造。其中褶皺構(gòu)造以北東向香爐山—太陽山背斜及其次級北北東向系列背、向斜為特征；斷裂構(gòu)造主要有北東向和北西向兩組，其中北東向斷裂對本區(qū)礦床或礦體的控制作用較北西向斷裂明顯。

2.2.1 褶 皺

香爐山—太陽山背斜在成巖-成礦過程中起著主導作用，使巖體、礦體形態(tài)與背斜構(gòu)造高度協(xié)調(diào)。背斜長大于8 km，東至太陽山為太陽山花崗巖體所截，向西傾伏于戽水井，北西西方向偏轉(zhuǎn)?？傮w呈北東向（55°）展布，屬寬緩型傾伏背斜，寬度 3～4 km，傾伏角 10°～25°，兩翼巖層傾角 10°～35°，南翼略陡，核部產(chǎn)狀近乎水平，樞紐呈正弦曲線起伏，傾角小于10°。震旦系構(gòu)成核部，翼部由寒武系構(gòu)成，由于花崗巖侵位于核部，褶皺兩翼巖石多遭受熱接觸變質(zhì)成為角巖或角巖化巖石、大理巖。

2.2.2 斷裂

根據(jù)展布方向及力學性質(zhì)，可將區(qū)內(nèi)斷裂劃分為北東向與北西向兩組，以北東向為主，北西向次之。

北西向斷裂：編號FⅠ-1～FⅠ-5。主要分布在礦區(qū)西部及北部，切割Z1—∈2地層，走向多為北北西（FⅠ-5呈近南北向），長 80～580 m，寬 0～6.8 m；傾向南西西，局部反傾，傾角45°～88°。構(gòu)造面平直、彎曲并存，局部見角礫巖，屬壓扭性斷裂。

北東向斷裂：編號FⅡ-1～FⅡ-19。主要分布在背斜南東翼、礦區(qū)北西側(cè)，長100～1 860 m，寬0～15 m；傾向南東東，局部反傾，傾角47°～84°。斷面緩波狀，常見碎裂巖透鏡體，屬壓扭性斷裂。該組斷裂常充填有后期脈巖，常見切割礦體，為成礦后巖脈，部分脈巖（細晶巖）邊緣尚見少量鎢礦體和鉛鋅銀礦體。

2.2.3 層間破碎帶

主要發(fā)育在巖體與圍巖接觸帶外側(cè)，常見白鎢礦體充填。遠離巖體接觸帶的層間破碎帶保存較好。破碎帶內(nèi)巖石破碎，發(fā)育破劈理、透鏡體，有較強的硅化、綠泥石化、白鎢礦化。層間破碎帶是區(qū)內(nèi)主要的控礦構(gòu)造之一，如大巖下ⅡW礦體。

2.2.4 巖體接觸帶

在巖體頂部接觸帶一般較為平緩，邊部則較陡，呈鋸齒狀。接觸帶構(gòu)造是區(qū)內(nèi)最主要的控礦構(gòu)造之一，大巖下ⅠW礦體產(chǎn)于接觸帶中或其附近，巖體頂部接觸帶控制的礦體一般厚度大、品位高；大巖下燈影組含鈣硅質(zhì)巖及陡山沱組鈣質(zhì)頁巖的接觸帶上生成角巖、硅質(zhì)巖白鎢礦，少見夕卡巖白鎢礦。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)發(fā)育燕山期花崗巖，由西向東有高湖巖體、太陽山巖體。高湖巖體出露面積約4.0 km2，由北東向南西沿背斜軸部上侵，邊界面與圍巖層理面近于平行，巖性為中?；蛑屑毩：谠颇富◢弾r，具云英巖化、硅化及白鎢礦化。太陽山巖體規(guī)模較大，其主體位于礦區(qū)東側(cè)，巖性為斑狀中粒或中細粒黑云母花崗巖，具綠泥石化、絹云母化、高嶺土化。

脈巖主要細晶巖、輝綠巖，分布在香爐山背斜以南，北北東-北東向成群產(chǎn)出，傾向南東為主，傾角大于70°，寬2～15 m，長數(shù)百米至3 000 m。細晶巖斜切地層、巖體、礦體，但未影響其完整性。細晶巖邊緣局部見有規(guī)模較小的鎢礦體和鉛鋅銀礦體；輝綠巖斜切地層，與巖體、礦體關(guān)系不清。

前人研究表明，高湖巖體與太陽山巖體均形成于白堊世（125.9～131.1 Ma）[4-6]，系同源不同期侵入。

2.4 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)巖石普遍遭受熱接觸變質(zhì)和接觸交代變質(zhì)作用，其中熱接觸變質(zhì)較早且范圍最大，而接觸交代變質(zhì)范圍相對較小但更強烈，并在侵入接觸的內(nèi)外帶形成不同類型的蝕變巖石。主要蝕變類型有角巖化、夕卡巖化、云英巖化和硅化，鉀長石化、黑云母化、綠簾石化、方解石化、螢石化等次之。

因圍巖成分差異而發(fā)生不同類型圍巖蝕變，在燈影組硅質(zhì)巖與陡山沱組泥巖中以角巖化為主，局部疊加有硅化，燈影組夾不純灰?guī)r而發(fā)生夕卡巖化，巖體內(nèi)接觸帶則以云英巖化和硅化、鉀長石化、黑云母化、綠簾石化為特征。礦化和蝕變的分布范圍，受燕山期花崗巖控制，主要集中在花崗巖枝頂部侵入接觸內(nèi)外帶。

3 礦床特征

3.1 礦體特征

全區(qū)共圈定工業(yè)礦體35個（含單線單工程控制礦體），其中主要礦體8個（WO3資源量大于1 000 t），包括大巖下ⅠW、ⅡW，張?zhí)炝_ⅠW、ⅡW，形坪1W、5W、6W、7W，礦體主要呈層狀、似層狀，少量呈透鏡狀。大巖下礦體主要分布69線～75線，主要賦存于燈影組含鈣硅質(zhì)巖與陡山沱組含碳含硅含鈣泥巖夾灰?guī)r中，以角巖型白鎢礦體為主，僅73線、75線底部見夕卡巖型白鎢礦體。主要礦體有ⅠW、ⅡW等兩個鎢礦體，次要礦體有ⅢW、ⅣW等兩個鎢礦體。ⅠW礦體規(guī)模最大（資源量占比約60%），主要受接觸帶控制，局部巖體陡傾部位受層間破碎帶控制，呈北東向展布，走向長800 m，傾斜長600 m，礦體侵伏隨花崗巖巖體變化較大，傾伏角1°～40°，埋深0～66 m，礦頭標高592～744 m。礦體呈似層狀、透鏡狀，北端最厚，往南側(cè)變薄，厚度變化系數(shù)為111%。礦石中WO3品位一般為0.08%～0.96%，平均0.28%，品位變化系數(shù)76%。ⅡW礦體規(guī)模次之（資源量占比約35%），受層間破碎帶控制，呈北東向展布，走向長 700 m，傾斜長 330 m，傾伏角 2°～33°，埋深 0～115 m，礦頭標高616～752 m。礦體呈似層狀、扁豆狀，厚度變化系數(shù)為107%。礦石中WO3品位一般為0.08%～0.90%，平均0.26%，品位變化系數(shù)83%。ⅢW、ⅣW等次要礦體規(guī)模較小，分布于巖體坳部接觸帶內(nèi)（圖 4）。

圖4 大巖下典型剖面ⅠW、ⅡW礦體特征Fig.4 Characteristic map of ⅠW and ⅡW orebodies in typical section of Dayanxia

3.2 礦石特征與礦石類型

礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、熔蝕結(jié)構(gòu)及葉片狀結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造主要有浸染-條紋條帶狀構(gòu)造，次為不規(guī)則團塊狀構(gòu)造，微脈狀構(gòu)造。

礦石的主要組分為鎢，伴生組分有銅、鉛、鋅、硫、金、銀、鉍、鎵等。

礦石類型主要為角巖白鎢礦礦石、少量夕卡巖白鎢礦礦石與花崗巖白鎢礦礦石。

4 控礦因素及找礦標志

4.1 控礦因素

4.1.1 地層控礦

礦區(qū)圍巖主要是含炭泥鈣質(zhì)巖類，其對成礦的控制作用主要表現(xiàn)為以下三個方面[7-9]：

（1）圍巖中所含鈣質(zhì)，是白鎢礦的有效沉淀劑，厚大白鎢礦體多產(chǎn)于花崗巖與鈣質(zhì)巖石接觸帶上。

（2）對成礦的屏蔽作用。炭泥質(zhì)巖巖石化學性質(zhì)相對灰?guī)r和灰質(zhì)泥巖要不活潑的多，且?guī)r石致密滲透率低形成成礦流體遷移的格擋層作用，使成礦流體被封存或限制在一定空間內(nèi)與圍巖進行充分的交代作用，圍巖中的Ca被充分活化與鎢酸結(jié)合形成白鎢礦沉淀成礦。

（3）圍巖的性質(zhì)決定了礦石類型和礦體規(guī)模。如陡山沱組鈣質(zhì)泥巖變質(zhì)形成的鈣硅角巖類圍巖，巖石中主要見稀疏的浸染狀白鎢礦；陡山沱組底部泥質(zhì)灰?guī)r夾層變質(zhì)形成夕卡巖，巖石中富含硫化物，見稠密的浸染狀白鎢礦。

4.1.2 巖漿巖控礦

巖體對成礦的控制作用主要表現(xiàn)在三個方面：其一，巖漿本身富集某些成礦元素，據(jù)香爐山礦區(qū)分析資料的統(tǒng)計，區(qū)內(nèi)黑云母花崗巖含鎢30×10-6、鋅100×10-6、鉛 44×10-6、銅 39×10-6、銀 2×10-6，其含量是世界同類酸性巖體平均值的2～40倍[10]。巖漿的侵入源源不斷地帶來成礦物質(zhì)，在為該區(qū)成礦提供了物質(zhì)保障的同時，其熱力作用促使地下熱水溶解地殼上部地層中分散的成礦元素，使成礦元素遷移和富集，進一步為成礦提供了物質(zhì)來源。其二，巖漿的侵位作用成生接觸帶構(gòu)造及層間破碎帶構(gòu)造，并強化香爐山-太陽山背斜的虛脫空間，為礦液遷移、富集、沉淀提供了良好的場所。其三，巖漿的侵入使圍巖發(fā)生熱接觸變質(zhì)，導致接觸帶圍巖粒度變粗，孔隙增大，進一步為礦液的滲透、充填、交代成礦提供了有利條件[11]。

4.1.3 構(gòu)造控礦

（1）褶皺構(gòu)造：通過褶皺運動或已經(jīng)形成的褶皺構(gòu)造，提供有利的成礦條件。礦區(qū)為高-中溫熱液充填-交代礦床，礦體賦存于背斜核部巖體接觸帶與圍巖層間破碎帶中[12]。礦體的形成與空間分布主要受背斜構(gòu)造及其派生的次級構(gòu)造與層間虛脫空間控制。

（2）斷裂構(gòu)造：礦區(qū)內(nèi)各方向的斷裂構(gòu)造，多為香爐山-太陽山背斜的次生構(gòu)造，其中北東向斷裂構(gòu)造、層間破碎帶與成巖、成礦作用關(guān)系較為密切。

（3）層間破碎帶：“S”型重熔花崗巖侵位于香爐山-太陽山背斜或其次級背斜核部，導致圍巖巖層彎曲變形、破碎剝落，形成層間擠壓破碎構(gòu)造帶，該破碎帶多發(fā)育于巖石學性質(zhì)差異較大的兩種地層之間，礦區(qū)震旦系各巖組之間及震旦系與寒武系地層之間尤為發(fā)育。層間破碎帶構(gòu)造為礦液的運移、富集、沉積提供了良好的場所。

（4）接觸帶構(gòu)造：高湖巖體上侵產(chǎn)生的擠壓、熱脹冷縮作用，使接觸帶內(nèi)外控巖構(gòu)造更加擴展或發(fā)生斷裂虛脫或產(chǎn)生新斷裂裂隙。

4.2 找礦標志

綜合現(xiàn)有勘查及研究成果資料[13-14]，總結(jié)出尋找該類白鎢礦床的找礦標志。

（1）地層巖性標志：含炭、硅、泥質(zhì)，具條紋條帶薄層夾中厚層狀灰?guī)r，是生成本區(qū)接觸變質(zhì)（交代）角巖型白鎢礦床的重要巖性條件。

（2）構(gòu)造標志：北東東向背斜及與北東向次級構(gòu)造疊加交匯處，巖體接觸帶、層間破碎帶等均是良好的容礦空間。

（3）燕山晚期黑云母花崗巖體標志：花崗巖偏堿性，富含鎢等成礦元素，燕山晚期“S”型花崗巖體是找尋白鎢礦床主要的直接標志。

（4）蝕變標志：角巖化、硅化揭示深部有隱伏巖體或礦體存在，因此是尋找接觸變質(zhì)（交代）角巖型白鎢礦床的有效標志。

（5）礦化標志：圍巖中含有的硫化物磁黃鐵礦，引起不規(guī)則或較規(guī)則低磁異常，可作為含礦接觸帶的間接標志。

5 結(jié)論

在多種地質(zhì)條件的共同作用下，香爐山外圍形成了大型的接觸變質(zhì)（交代）角巖型白鎢礦床。礦床控礦因素有地層、構(gòu)造、巖漿巖、蝕變等。通過將大巖下礦床作為典型展開的研究發(fā)現(xiàn)，控礦主因是：提供熱能和成礦物質(zhì)的燕山期花崗巖-成礦母巖；有利的容礦構(gòu)造-層間破碎帶、巖體接觸帶；有利的蝕變-角巖化（角巖）。其他因素可作為間接輔助找礦標志。礦床的成生、富集受諸多因素影響，勘查工作成果與總結(jié)的找礦標志比較吻合，礦區(qū)沿北東向構(gòu)造帶的找礦潛力較大，為尋找同類型的白鎢礦具有重要的指示借鑒作用。